提问
回答
写文章

合金元素的作用/常见合金元素在钢中的作用

钣金材料

为了合金化而加入的合金元素,最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒,钛,铌、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。

1)硅在钢中的作用

①提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低;

②硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比;

③耐腐蚀性。硅的质量分数为15%一20%的高硅铸铁,是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时,表面也将形成一层SiO2薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。

缺点:使钢的焊接性能恶化。

2)锰在钢中的作用

①锰能提高钢的淬透性。

②锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。

③锰对钢的高温瞬时强度有所提高。

缺点:

①含锰较高时,有较明显的回火脆性现象;

②锰有促进晶粒长大的作用,因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服:

③当锰的质量分数超过1%时,会使钢的焊接性能变坏,

④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。

3)铬在钢中的作用

①铬可提高钢的强度和硬度。

②铬可提高钢的高温机械性能。

③使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性

④阻止石墨化

⑤提高淬透性。

缺点:

①铬是显著提高钢的脆性转变温度

②铬能促进钢的回火脆性。

4)镍在钢中的作用

①可提高钢的强度而不显著降低其韧性;

②镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性;

③改善钢的加工性和可焊性;

④镍可以提高钢的抗腐蚀能力,不仅能耐酸,而且能抗碱和大气的腐蚀。

5)钼在钢中的作用

①钼对铁素体有固溶强化作用。

②提高钢热强性

③抗氢侵蚀的作用。

④提高钢的淬透性。

缺点:

钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。

6)钨在钢中的作用

①提高强度

②提高钢的高温强度。

③提高钢的抗氢性能。

④是使钢具有热硬性。因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。

7)钒在钢中的作用

①热强性。

②钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。

8)钛在钢中的作用

①钛能改善钢的热强性,提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度;

②并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上,在珠光体低合金钢中,钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此,钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。

9)铌在钢中的作用

①铌和碳、氮、氧都有极强的结合力,并与之形成相应的极为稳定的化合物,因而能细化晶粒,降低钢的过热敏感性和回火脆性。

②有极好的抗氢性能。

③铌能提高钢的热强性

10)硼在钢中的作用

①提高钢的淬透性。

②提高钢的高温强度。强化晶界的作用。

11)铝在钢中的作用

①用作炼钢时的脱氧定氮剂,细化晶粒,抑制低碳钢的时效,改善钢在低温时的韧性,特别是降低了钢的脆性转变温度;

②提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究;4AI即可改变氧化皮的结构,加入6A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时,其抗氧化性能有更大的提高。例如,含铁50-55%、铬30%一35%、铝10%一15%的合金,在1 400C高温时,仍具有相当好的抗氧化性。由于铝的这一作用,近年来,常把铝作为合金元素加入耐热钢中。

③此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性缺点:

①脱氧时如用铝量过多,将促进钢的石墨化倾向。

②当含铝较高时.其高温强度和韧性较低


33
0 3